污水处理厂污泥处理与处置方式
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浅谈污水处理厂污泥处理与处置方式摘要:随着我国社会经济的飞速发展,城市化进程的加快,人们的生活水平和生活质量显著提高。污泥伴随着污水处理而产生,随着污水处理率的不断提高,污泥的产量也显著增加。大量污泥如得不到妥善处置,将对环境造成严重威胁。污水处理厂污泥处置问题已迫在眉睫,本文针对现行污泥处理与处置方式进行简要论述。
关键词:污泥处置环境
城市污水处理厂污泥是污水处理过程中的必然产物,随着污水处理效率的提高,污泥产量也迅速与日俱增。这些污泥具有高含水率和丰富的有机物含量,处理不妥当将会对环境造成二次污染。
正是由于城市污水处理厂污泥具有高含水率、高有机物含量,而且具有较高热值,富含氮、磷、钾等营养元素,同时含有大量细菌、寄生虫卵等微生物,所以在污泥处理处置过程中必须遵循四个原则:减量化、稳定化、无害化和资源化。
污泥的处理包括污泥浓缩、稳定、脱水和最终处置四个阶段。污泥处置的主要方式有卫生填埋、投海、焚烧和综合利用等。
1 污泥处理
1.1 污泥浓缩
污泥浓缩的目的在于减容。
浓缩主要是去除污泥中部分自由水和间隙水,浓缩的方法主要包括重力浓缩、气浮浓缩和离心浓缩等。重力浓缩可分为间隙式和
连续式两种,前者主要用于小型污水处理厂或工业企业污水处理厂,后者用于大、中型污水处理厂。气浮浓缩适用于粒子容易上浮的疏水性污泥或悬浮液很难沉降且易于凝聚的场合,特别适用于易于产生污泥膨胀的生化处理工艺中。离心浓缩占地小,不会产生恶臭,对于富磷污泥可以避免磷的二次释放,提高污泥处理系统总的除磷率,但运行费用的机械维修费用高,经济性差,一般很少用于污泥浓缩,但对于难以浓缩的剩余污泥可以考虑使用[[]]。
1.2 污泥消化
污泥消化包括好氧消化和厌氧消化两种。污泥厌氧消化是污泥处理的重要方法之一,在国内外得到广泛的应用,即在无氧条件下,由兼性菌及专性厌氧细菌降解有机物,最终产物是二氧化碳和甲烷气(消化气),使污泥得到稳定。由于污泥厌氧消化过程产生甲烷,故可以回收能源。
1.3 污泥脱水
污泥中含有大量水分,初次沉淀污泥含水率介于95%~97%,剩余污泥含水率在99%以上。
污泥脱水可分为自然干化脱水和机械脱水,污水处理厂一般采用机械脱水,而机械脱水按脱水原理可分为真空过滤脱水、压滤脱水和离心脱水三大类。目前在城镇污水处理厂应用较为广泛的以压滤脱水为主。近年来发展起来一种过滤分离脱水:螺旋压榨脱水,其具有如下优点:可以改变螺旋转速以调整泥饼含水率和处理量;
动力小且节能;结构简单且轻便;低速旋转,无噪音和振动;滤网为不锈钢制,不易堵塞,容易清洗恢复;结构密闭,臭气问题易解决;清洗用水量少[[]]。
污泥脱水则是处置前的关键一步。含水率成为制约污泥处置和利用的关键问题。
1.4 污泥干化
污泥含水率是影响污泥最终处置的关键因素[[]]。
污泥热干化按热介质和污泥的接触方式可分为直接加热式、间接加热式和“直接—间接”联合式干化(即“对流—传导”技术的结合) [[]]。
污泥热干化虽然是污泥处理的一种比较理想的途径,但其投资和运行费用高,主要表现为干燥设备的能耗高。在工业发达国家,其能耗超过污泥处置总能耗量的10%。采用干料返混系统可降低干化能耗和运行成本;同时污泥干化的具体工艺要和干化污泥的利用结合,干化后污泥制肥、制砖、制水泥等,可补偿污泥处理处置的成本[[]]。
2 污泥处置
2.1 污泥卫生填埋
污泥卫生填埋开始于60年代,已沿用40余年了,是在传统填埋的基础上从保护环境的出发,经过科学的选址和必要的场地防护处理,具有严格管理制度的科学操作方法的工程。目前已发展成一
项较成熟的污泥处置技术,具有投资少、容量大、见效快的优点[[]]。
然而污泥填埋需要占用大量土地,而适合城市污泥填埋的场所因城市污泥的大量产出而越来越有限,这也限制了污泥填埋的进一步发展。
从最大限度地使污泥减量化和资源化的角度来看,污泥填埋也许不是一种最好的处置方法,但是综合考虑各种处置方法的成本、对环境可能产生的影响及目前我国的实际情况,对污泥进行填埋处置可能是未来一段时期我国处置污泥的主要方法[[]]。但从长远考虑,污泥卫生填埋只是将污泥中污染物转嫁于土壤,其渗滤液及污染物有害成分可能对地下水造成污染,而且随着时间的增长,污染物不断累积,因此污泥的卫生填埋不是一种长远之计。
2.2 污泥投海
投海是利用水体消纳城市污泥,一般不需要进行严格的无毒无害化处理,也无需脱水便可直接排入水体,而且容量很大。但此法并未从根本上解决环境问题,同时也造成了海洋环境污染,对海洋生态系统和人类食物链已造成威胁,受到越来越强烈的反对。
2.3 污泥焚烧
从可持续发展的角度来说,污泥焚烧将是最终出路,它不但能实现污泥减量最大化,同时基于预干燥--流化床焚烧技术的污泥焚烧厂几乎不再需要使用矿物燃料助燃,且产生的余热可用于供暖发
电[[]]。
但由于污泥焚烧产生二噁英等有毒致癌物质,对尾气的处理要求高,而且污泥焚烧处置技术能耗、成本高于其他污泥处置技术。考虑到我国目前的经济状况等国情,污泥焚烧处置工艺很难在短时间内得到推广。
2.4 污泥资源化利用
传统的污泥处理处置方法是把污泥中有机物等污染物去除,使污泥得以稳定无害。然而污泥中含有大量的有机物,富含氮、磷等植物营养元素,也存在着少量钙、镁、铁、锌、钠等矿物元素。从某种程度上来说,这些物质可以被看作成一种能源、资源,而非污染物质。
现行较为常见的利用方式有:污泥农用、污泥堆肥、污泥制动物饲料、污泥建材化利用等。但污泥中含有大量有机物、也含少量病毒、寄生虫卵等,同时也存在着少量重金属。因此污泥资源化利用还存在着很大的隐患和风险。
结语
城市污水处理厂污泥是污水处理过程中的必然产物,由于污泥具有高含水率和丰富的有机物含量,处理不妥当将会对环境造成二次污染,应根据污泥性质及经济条件等因素合理选择污泥处理及处置方式,避免二次污染。